Skip to main content
Report, 2014

Klimatisering, belysning, bevattning och mekanisering i växthus

Nimmermark, Sven; Nielsen, Jonas Möller;

Abstract

För en framgångsrik produktion krävs bästa möjliga förhållanden beträffande växtklimat och ljus, rationella system för att hantera växternas vatten- och näringstillförsel och dessutom en begränsning av kostnaderna för produktionen. En ökad mekanisering och en ökad användning av robotar ger möjligheter för reducerade kostnader, bättre konkurrenskraft och en ökad lönsamhet. I slutna eller halvslutna växthuskoncept finns möjligheter att bibehålla höga CO2 halter under längre tidsperioder än i konventionella växthus. Dessa slutna eller halvslutna system kräver kylning och avfuktning för att temperatur och luftfuktighet skall kunna hållas på en lämplig nivå. I Finland har man tagit fram ett system (Novarbo) för kylning och fuktstyrning med hjälp av droppgardiner där kylt vatten sprutas in. I Grekland och Italien har försök gjorts att avfukta med hygroskopiska saltlösningar som binder överskottsfukt. En vanlig metod att avfukta luften i växthus med energivävar är att öppna vävarna så att en liten springa uppstår och låta fukt kondensera ut på täckmaterialet (ytterskalet) samtidigt som torrare luft från utrymmet över väven strömmar ner i växthuset. En nackdel med systemet är att okontrollerade luftrörelser kan orsaka ojämn temperaturfördelning i växthuset. I en ny intressant metod som håller på att testas i Nederländerna används rundblåsande fläktar som fördelar och trycker ut luften som en horisontell skärm under vävarna och som utbyter luft med utrymmet ovanför vävarna. Andra studier av energiåtgång och kostnader indikerar att avfuktning med hjälp av ventilation och värmeväxling kan vara ett konkurrenskraftigt system. Beroende på val av armatur kan kostnaderna för belysningen i ett växthus bli olika höga. I många studier av LED ljus har man studerat hur ljus med olika våglängdssammansättning påverkar växternas utveckling. I USA har man undersökt fotonutbyte och kostnader för olika armaturer med ljuskällor av typerna LED, högtrycksnatriumlampor (HPS), keramisk metallhalogen och lysrör. Man fann i denna studie att ljusutbytet (fotonutbytet) per enhet tillförd elenergi (μmol/J) var mycket högre för nyare HPS armaturer (1,7 μmol/J) jämfört med typer som idag är vanligt förekommande (1,02 μmol/J). Det bästa fotonutbytet för LED armaturer (rött/blått) var 1,66-1,70 μmol/J och alltså av samma storleksordning som för nya HPS armaturer. I studien fann man att kostnaden per foton räknat var högre för LED än för HPS. I takt med att lysdioder (LED) blivit ljusstarkare och kommit ner i pris har intresset för att använda dem för assimilationsbelysning ökat. De små ljuskällorna som dioderna utgör, gör att man kan skapa belysningsarmaturer som möjliggör placering i plantskiktet i raderna ("inter-lighting"). En skillnad mellan HPS och LED är att värmestrålningen från HPS lampor värmer plantmassan, vilket åtminstone ibland kan vara en fördel. För assimilationsbelysning (toppbelysning) anses HPS fortfarande vara det bästa alternativet, medan LED är intressant då det gäller belysning för att erhålla en viss fotoperiod, belysning inuti växtmassan ("interlighting") och då det gäller att styra växterna. Energieffektiva plasmalampor kan kanske i framtiden vara ett intressant alternativ även i växthus. Fokus inom forskningen avseende vatten och näringstillförsel har på senare år varit att minska åtgången av vatten och gödselmedel samt att minska utsläpp av gödselvatten till naturen, dels för att minska slöseriet med vatten och gödselmedel och dels för att förbättra ekonomin för odlingsföretagen. Ett nyare odlingssystem som har testats vid ett flertal tillfällen och för olika kulturer är odling med delat rotsystem ("Split Root"). I detta system delas rotsystemet upp i två separata behållare med var sitt droppbevattningssystem och varje behållare vattnas varannan gång. Systemet benämns på engelska "PRD - Partial Rootzone Drying" eller "Split Root". Användningen av systemet har testats för flera olika kulturer, bl.a. gurka, där det visat sig att vatten- och näringsåtgången minskade med 35 % utan att skörden påverkades. Med nyare mätteknik kan man mäta små förändringar i plantornas reaktioner bl.a. bladtemperatur, variation i stamdiameter, klyvöppningarnas reaktion och växtsaftsflöde. Tekniken som förfinar befintlig bevattningsteknik används både inom forskning och kommersiellt. Fokus inom mekaniseringen i växthus har de senaste tio åren främst varit utnyttjande av olika robottekniker. I början på 2000-talet utvecklades och testades en robot för skörd av slanggurka. Roboten tog sig fram själv, hittade plantorna, identifierade frukterna och avgjorde vilka gurkor som var klara för skörd samt skördade gurkorna. Robotteknik för avbladning har också testats med utnyttjande av samma NIR våglängder för igenkänning av gurkplantornas olika delar (frukt, blad, stam). Robotar har också testats för skolning av småplantor (under 2,7 minuter skolades 36 tomatplantor om med 100 % framgång) och robotar för sticklingsförökning av rosor har börjat användas kommersiellt. Forskning avseende sensorer kan utnyttjas i en rad tillämpningar och sorterings- och packningsmaskiner som idag är standard i de flesta större företag finns nu även med utrustning för mätning av näringsinnehåll och socker med hjälp av spektral bildbehandling och klorofyllfluorescens.

Keywords

Greenhouses, climatization, illumination, mechanization

Published in


ISBN: 978-91-87117-80-0
Publisher: Fakulteten för landskapsarkitektur, trädgårds- och växtproduktionsvetenskap, Sveriges lantbruksuniversitet

Authors' information

Nimmermark, Sven
Swedish University of Agricultural Sciences, Department of Biosystems and Technology
Nielsen, Jonas Möller
Cascada AB

UKÄ Subject classification

Environmental Analysis and Construction Information Technology
Building Technologies
Horticulture

URI (permanent link to this page)

https://res.slu.se/id/publ/64655